CN115580722B - 一种多工位并行影像测试的冗余投切方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，包括如下步骤：S1：建立具有冗余iPC的影像测试***；S2：发布并行影像测试任务；使能各所述通道匹配单元、该通道匹配单元前端的影像撷取卡、该通道匹配单元后端的工作iPC和冗余投切单元；S3：构建工作数据传输通道；S4：故障冗余投切；当某一路工作数据传输通道的工作iPC发生故障后，与所述故障的工作iPC对应的通道匹配单元的第二输出端被使能，且任务发布单元使能一冗余iPC；S5：冗余移除；当标记为故障状态的工作iPC恢复正常后恢复原有的工作数据传输通道，或者与另一通道匹配单元建立新的工作数据传输通道。冗余投切无需外部控制信号，响应快速且精准。

Description

一种多工位并行影像测试的冗余投切方法

技术领域

本发明涉及图像传感器检测技术领域，尤其涉及一种多工位并行影像测试的冗余投切方法。

背景技术

目前的CIS（即图像传感器CMOS Image Sensor）的生产测试***，对待测物CIS的加载、载出、对位、数字直流测试或者成像质量的判定与分级，均依赖计算机控制来实现。随着产能需求的不断增加，对高并测测试的CIS测试***的需求也不断增加，市面上出现了16并、32并甚至更高的并测数量的测试***。典型的CIS测试***如图1中的上图所示，主要分为四大部分：负责CIS待测物的加载和载出的接口机构、负责电子信号切换与引导的接口电路、负责电流、电压与数字功能测试数字直流测试设备以及负责成像质量分析测试的影像测试设备，其中，影像测试设备又可以分为两部分，即图1中的下图所示的负责抓取CIS影像数据的影像撷取卡和负责计算、分析CIS成像质量的影像运算计算机iPC。通常，一套CIS高并测试***使用的影像运算计算机的数量等于高并测测试工位的数量，也就是32并测数***需要使用32台影像运算计算机。由于影像运算计算机是24小时运行，基本全年不关机，连续使用的过程中难免会碰到故障停机的现象，在故障影像运算计算机维修好之前，该工位对应的测试产能是缺失的。

一个iPC影像测试设备除了选用足够数量的iPC外，还需要一定的冗余设计，从而进一步提升影像测试***及整个CIS测试***的可靠性。冗余的iPC需要及时的投入***以替换故障停机的iPC保证正常的测试工位和产能不受影响。公开号为CN103558543A的中国发明专利申请提供了一种对CIS芯片的量产测试方法，该方法公开了CIS芯片采集图像后输出到MIPI桥接芯片，由桥接芯片转换为并行数据发送给FPGA模块，FPGA对采集图像进行处理并将结果上次给测试机的内容，但是该方案未提供冗余投切替换故障设备的方案。因此，提供一种并行的CIS影像测试冗余测试设备的投切方法，避免因iPC故障导致的检测产能下降，是很有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种可以可靠的将冗余iPC投入替换故障iPC的多工位并行影像测试的冗余投切方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，包括如下步骤：

S1：建立包括任务发布单元、若干通道匹配单元、冗余投切单元、任务更新单元、N个工作iPC和M个冗余iPC的影像测试***；N和M均为正整数；

S2：发布并行影像测试任务；由所述任务发布单元建立并行的影像测试任务，直到达到并行影像测试任务的上限；并分别使能各所述通道匹配单元、该通道匹配单元前端的影像撷取卡、该通道匹配单元后端的工作iPC和冗余投切单元；

S3：构建工作数据传输通道；任务发布单元使能各通道匹配单元的第一输出端，使该第一输出端与一工作iPC的输入端对应通信连接，形成通道匹配单元第一输出端-工作iPC的工作数据传输通道；任务更新单元采集工作数据传输通道的各设备端口的状态参数；

S4：故障冗余投切；当某一路工作数据传输通道的工作iPC发生故障后，与所述故障的工作iPC对应的通道匹配单元的第二输出端被使能，且任务发布单元使能一冗余iPC；所述冗余投切单元的输入端与通道匹配单元的第二输出端通信连接，冗余投切单元的输出端与冗余iPC的输入端通信连接，形成通道匹配单元第二输出端-冗余投切单元-冗余iPC的冗余数据传输通道；任务更新单元采集该冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数；

S5：冗余移除；当标记为故障状态的工作iPC恢复正常后，断开替换该工作iPC相应的工作数据传输通道的冗余数据传输通道，恢复原有的工作数据传输通道，或者与另一通道匹配单元建立新的工作数据传输通道。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3所述形成通道匹配单元第一输出端-工作iPC的工作数据传输通道，是令通道匹配单元处于正常工作状态，通道匹配单元还分别获取通道匹配单元的第一输出端和一工作iPC的输入端的差分信号，对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示工作数据传输通道建立成功，通道匹配单元将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立工作数据传输通道的结果反馈至任务更新单元中，任务更新单元标记当前工作iPC发生故障。

优选的，步骤S4所述形成通道匹配单元第二输出端-冗余投切单元-冗余iPC的冗余数据传输通道，是令通道匹配单元与冗余投切单元处于正常工作状态，分别获取通道匹配单元的第二输出端、冗余投切单元的输入端与输出端和冗余iPC的输入端的差分信号，分别对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示冗余数据传输通道建立成功，通道匹配单元将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立冗余数据传输通道的结果反馈至任务更新单元中，任务更新单元标记当前冗余iPC发生故障，由任务发布单元使能另一冗余iPC，重新进行上述过程，直到冗余数据传输通道建立成功。

优选的，所述锁存与逻辑运算，是对通道匹配单元的第一输出端和一工作iPC的输入端的差分信号获取的差分信号进行采样和与门运算，或者对通道匹配单元的第二输出端、冗余投切单元的输入端与输出端和冗余iPC的输入端获取的差分信号进行采样和与门运算。

优选的，所述差分信号为工作时钟差分信号。

进一步优选的，所述任务更新单元包括任务更新列表和任务缓存列表；任务更新单元一方面根据工作数据传输通道的各设备端口的状态参数，来建立包括若干第一状态参数项的任务更新列表，并按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的各项内容的有效性；任务更新单元另一方面采集冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数，并在任务更新列表中对应建立一个或者多个第二状态参数项，并按更新周期T2定期确认该第二状态参数项的各项内容的有效性；被标记为故障状态的工作iPC对应的第一状态参数项与被标记为故障状态的冗余iPC对应的第二状态参数项从任务更新列表中转移到任务缓存列表中；任务更新列表内的第一状态参数项与第二状态参数项的总数不超过N；且任务缓存列表内的第一状态参数项或者第二状态参数项的总数不超过M。

优选的，所述第一状态参数项包括构成工作数据传输通道的通道匹配单元的第一输出端的端口地址、工作iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元的第一输出端与工作iPC的输入端的端口映射关系和该工作数据传输通道的剩余存活时间；任务更新单元按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第一状态参数项的工作数据传输通道的剩余存活时间自动增加T1+Δt1；Δt1为任务更新单元确认当前第一状态参数项的必要延时，Δt1小于T1；在连续K个更新周期T1内均未确认正常的第一状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中； K小于N；

第二状态参数项包括构成冗余数据传输通道的通道匹配单元的第二输出端的端口地址、冗余投切单元的输入端与输出端的端口地址、冗余iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元的第二输出端与冗余投切单元的输入端的端口映射关系、冗余投切单元的输出端与冗余iPC的输入端的端口映射关系和该冗余数据传输通道的剩余存活时间，任务更新单元按更新周期T2定期确认任务更新列表中的各第二状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第二状态参数项的冗余数据传输通道的剩余存活时间自动增加T2+Δt2，Δt1为任务更新单元确认当前第二状态参数项的必要延时，Δt2小于T2；在连续K个更新周期T2内均未确认正常的第二状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中。

优选的，步骤S5所述标记为故障状态的工作iPC恢复正常，是任务更新单元采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数后或者累计正常工作时间后，认定发生故障的工作iPC恢复正常，则在下一次更新周期T1前，断开当天替换该故障状态的工作iPC的冗余数据传输通道，将冗余iPC对应的第二状态参数项移出任务更新列表，同时将恢复正常的工作iPC对应的工作数据传输通道对应的第一状态参数项移回任务更新列表中，恢复该工作数据传输通道的连接状态；或者在原工作数据传输通道对应的通道匹配单元的第一输出端被占用时，将恢复正常的工作iPC与另一正常工作的通道匹配单元构建新的工作数据传输通道。

优选的，所述任务更新单元采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数或者累计正常工作时间，是令合格次数为n=A（[N/10]+1），方括号为取整运算，A为调整系数；或者令累积时间为

，i=1，2，3，…，m，i表示采用不固定周期T3累积对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数连续进行确认的次数。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述通道匹配单元还包括数据缓存模块，数据缓存模块用于缓存当前通道匹配单元前端的影像撷取卡获取的在测CIS的测试数据，并定期向当前通道匹配单元已建立的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道相对应的工作iPC或者冗余iPC，发送针对上一次发送的CIS的测试数据的数据完整性请求报文，数据完整性请求报文被工作iPC或者冗余iPC接收后，会核对该报文的内容，并更改上一次CIS测试数据的完整性请求报文内的字段的值，并将数据完整性请求报文再次返回数据缓存模块中，数据缓存模块验证上一次发送的CIS的测试数据的完整性后，将缓存的与上一次发送的CIS的测试数据相邻的下一次的CIS的测试数据，向对应的工作iPC或者冗余iPC进行发送。

本发明提供的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：

（1）本方案提出了一种能够对工作iPC或者冗余iPC的工作状态进行自主监控，并自动使用冗余iPC替代故障工作iPC或者冗余iPC；通过对相应的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道的各端口的工作状态进行定期检测，在任务更新单元内定期更新各端口的状态及后续的数据传输通道存活时间，保证影像测试***的可靠性和稳定性；

（2）采用监听工作数据传输通道或者冗余数据传输通道的各端口的差分信号的方式，可以提高抗干扰性能，只有有效的差分信号才表示该端口处于正常工作状态以及能进行有效数据传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为典型的CIS测试***的组成示意图和影像运算计算机iPC的数据传输示意图；

图2为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的工作流程图；

图3为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的影像测试***的架构图；

图4为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的工作数据传输通道建立的锁存与逻辑运算的示意图；

图5为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的冗余数据传输通道建立的锁存与逻辑运算的示意图；

图6为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的影像测试***的初始状态的任务更新单元的结构示意图；

图7为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的标记为故障状态的一工作iPC所在的工作数据传输通道对应的第一状态参数项转移到任务缓存列表中的示意图；

图8为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的构建冗余数据传输通道替换发生故障的工作数据传输通道对应的第一状态参数项的示意图；

图9为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的恢复正常的工作iPC对应的工作数据传输通道对应的第一状态参数项移回任务更新列表，或者构建新的第一状态参数项的示意图；

图10为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的数据缓存模块201的结构示意图；

图11为本发明一种多工位并行影像测试的冗余投切方法的数据缓存模块生成数据完整性请求报文与接收应答报文的过程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术方案是这样实现的：如图2—图9所示，本发明提供了一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，包括如下步骤：

S1：建立包括任务发布单元100、若干通道匹配单元200、冗余投切单元300、任务更新单元400、N个工作iPC和M个冗余iPC的影像测试***；N和M均为正整数；

任务发布单元100用于建立N个并行的影像测试任务，并初始化各通道匹配单元200；

各通道匹配单元200用于获取各工作iPC前端的影像撷取卡的输出处理请求，并尝试与对应的工作iPC进行连接，构建工作数据传输通道；附图所示的通道匹配单元200有两组输出接口，但是并不限于两个输出端，可以是复数个；

冗余投切单元300用于在一个或者多个工作数据传输通道发生故障时，将冗余iPC与通道匹配单元200进行连接，构建并投入冗余数据传输通道；

任务更新单元400获取通道匹配单元200建立的工作数据传输通道或者冗余投切单元300建立的冗余数据传输通道的状态信息。

S2：发布并行影像测试任务；由所述任务发布单元100建立并行的影像测试任务，直到达到并行影像测试任务的上限；并分别使能各所述通道匹配单元200、该通道匹配单元200前端的影像撷取卡、该通道匹配单元200后端的工作iPC和冗余投切单元300。

S3：构建工作数据传输通道；任务发布单元100使能各通道匹配单元200的第一输出端，使该第一输出端与一工作iPC的输入端对应通信连接，形成通道匹配单元200第一输出端-工作iPC的工作数据传输通道；任务更新单元400采集工作数据传输通道的各设备端口的状态参数；

具体的，是令通道匹配单元200处于正常工作状态，通道匹配单元200还分别获取通道匹配单元200的第一输出端和一工作iPC的输入端的差分信号，对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示工作数据传输通道建立成功，通道匹配单元200将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元400；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立工作数据传输通道的结果反馈至任务更新单元400中，任务更新单元400标记当前工作iPC发生故障。如图3和图6所示，如所有的工作iPC均能顺利构建工作数据传输通道，则应有独立的N个工作数据传输通道。

此处的锁存与逻辑运算的过程如图4所示。如检测到通道匹配单元200的第一输出端或者一工作iPC的输入端具有有效差分信号，如构成端口的两路差分端口之间的电压峰峰值超过350mV，即认为具有合格的差分信号，通过与门运算输出真值1，表示成功建立工作数据传输通道；若通道匹配单元200的第一输出端或者一工作iPC的输入端不能采集到合格的差分信号，则与门运算输出真值0，表示未成功建立工作数据传输通道。

S4：故障冗余投切；当某一路工作数据传输通道的工作iPC发生故障后，与所述故障的工作iPC对应的通道匹配单元200的第二输出端被使能，且任务发布单元100使能一冗余iPC；冗余投切单元300的输入端与通道匹配单元200的第二输出端通信连接，冗余投切单元300的输出端与冗余iPC的输入端通信连接，形成通道匹配单元200第二输出端-冗余投切单元300-冗余iPC的冗余数据传输通道；任务更新单元400采集该冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数；

具体的，是令通道匹配单元200与冗余投切单元300处于正常工作状态，分别获取通道匹配单元200的第二输出端、冗余投切单元300的输入端与输出端和冗余iPC的输入端的差分信号，分别对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示冗余数据传输通道建立成功，通道匹配单元200将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元400；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立冗余数据传输通道的结果反馈至任务更新单元400中，任务更新单元400标记当前冗余iPC发生故障，由任务发布单元100使能另一冗余iPC，重新进行上述过程，直到冗余数据传输通道建立成功。

此处的锁存与逻辑运算的过程如图5所示，如检测到通道匹配单元200的第二输出端、冗余投切单元300的输入端与输出端和冗余iPC的输入端均具有有效的差分信号，通过与门运算输出真值1，表示成功建立冗余数据传输通道；如检测到通道匹配单元200的第二输出端、冗余投切单元300的输入端与输出端或者冗余iPC的输入端的任一个无法获取有效的差分信号，则通过与门运算输出真值0，表示未能成功建立冗余数据传输通道。

作为本方法的一种优选实施方式，步骤S3和S4中的差分信号为工作时钟差分信号。当然，也可以是差分数据传输信号。

上述步骤中提到的任务更新单元400，如图6—图9所示，包括任务更新列表和任务缓存列表；任务更新单元400一方面根据工作数据传输通道的各设备端口的状态参数，来建立包括若干第一状态参数项的任务更新列表，并按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的各项内容的有效性；任务更新单元400另一方面采集冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数，并在任务更新列表中对应建立一个或者多个第二状态参数项，并按更新周期T2定期确认该第二状态参数项的各项内容的有效性，T2与T1可以相同，也可以不同；被标记为故障状态的工作iPC对应的第一状态参数项与被标记为故障状态的冗余iPC对应的第二状态参数项从任务更新列表中转移到任务缓存列表中；任务更新列表内的第一状态参数项与第二状态参数项的总数不超过N，即任务更新列表对应的存储空间总数为N；且任务缓存列表内的第一状态参数项或者第二状态参数项的总数不超过M，即任务缓存列表对应的存储空间总数为M。初始状态时，各工作iPC状态正常，没有冗余数据传输通道建立，任务缓存列表对应的存储空间未被占用。

第一状态参数项具体包括构成工作数据传输通道的通道匹配单元200的第一输出端的端口地址、工作iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元200的第一输出端与工作iPC的输入端的端口映射关系和该工作数据传输通道的剩余存活时间；任务更新单元400按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第一状态参数项的工作数据传输通道的剩余存活时间自动增加T1+Δt1；Δt1为任务更新单元400确认当前第一状态参数项的必要延时，Δt1小于T1；在连续K个更新周期T1内均未确认正常的第一状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中； K小于N；

第二状态参数项具体包括构成冗余数据传输通道的通道匹配单元200的第二输出端的端口地址、冗余投切单元300的输入端与输出端的端口地址、冗余iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元200的第二输出端与冗余投切单元300的输入端的端口映射关系、冗余投切单元300的输出端与冗余iPC的输入端的端口映射关系和该冗余数据传输通道的剩余存活时间，任务更新单元400按更新周期T2定期确认任务更新列表中的各第二状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第二状态参数项的冗余数据传输通道的剩余存活时间自动增加T2+Δt2，Δt1为任务更新单元400确认当前第二状态参数项的必要延时，Δt2小于T2；在连续K个更新周期T2内均未确认正常的第二状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中，从任务更新列表中移除第一状态参数项或者第二状态参数项后，任务更新列表内相应的存储空间会被释放，以便腾出存储空间，使冗余数据传输通道对应的第二状态参数项的***。

S5：冗余移除；当标记为故障状态的工作iPC恢复正常后，断开替换该工作iPC相应的工作数据传输通道的冗余数据传输通道，恢复原有的工作数据传输通道，或者与另一通道匹配单元200建立新的工作数据传输通道；

判断工作iPC恢复正常，具体是任务更新单元400采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数后或者累计正常工作时间后，认定发生故障的工作iPC恢复正常，则在下一次更新周期T1前，断开当天替换该故障状态的工作iPC的冗余数据传输通道，将冗余iPC对应的第二状态参数项移出任务更新列表，同时将恢复正常的工作iPC对应的工作数据传输通道对应的第一状态参数项移回任务更新列表中，恢复该工作数据传输通道的连接状态；或者在原工作数据传输通道对应的通道匹配单元200的第一输出端被占用时，将恢复正常的工作iPC与另一正常工作的通道匹配单元200构建新的工作数据传输通道。

其中，任务更新单元400采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数或者累计正常工作时间，是令合格次数为n=A（[N/10]+1），方括号为取整运算，A为调整系数，A的取值为正实数；或者令累积时间为

，i=1，2，3，…，m，i表示采用不固定周期T3累积对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数连续进行确认的次数。

下面提供一种具体实施方式，对本方案的实施过程进行说明。

依照附图3构建一个影像测试***，该影像测试***包括若干次***，每个次***均包括任务发布单元100、8个通道匹配单元200、冗余投切单元300、任务更新单元400、8个工作iPC和1个冗余iPC，即该实施例中N=8，M=1，共有9个iPC。通道匹配单元200的数量与工作iPC的数量相等。对应的任务更新单元400的任务更新列表最大的存储空间为8个，可以存储最多8个并行的工作数据传输通道对应的第一状态参数项或者冗余数据传输通道对应的第二状态参数项，任务更新单元400的任务缓存列表只有一个存储空间。可将每个次***作为影像测试***的一个最小执行单元进行分块拆分。如采用四个次***的影像测试***，则共具有32个工作iPC和1个冗余iPC，但是每个子***可以独立工作，这种子***可以提高响应速度。

在一个实施例中，每一个通道匹配单元200简化理解为一个单输入双输出的1：2信号选择器，作为影像撷取卡信号去处的切换电路。每一个通道匹配单元200的输入端与一影像撷取卡的输出端通信连接，每一个通道匹配单元200的第一输出端与一工作iPC的输入端通信连接，每一个通道匹配单元200的第二输出端分别与冗余投切单元300的一个输入端通信连接，则冗余投切单元300对应的具有八个输入端和一个输出端，即8:1的信号选择器。当各工作iPC正常工作时，冗余投切单元300的八个输入端与一个输出端还有冗余iPC都处于闲置状态。一旦任务更新单元400检测到有任一路工作iPC发生异常，则断开其所在的工作数据传输通道，即通道匹配单元200的第一输出端与发生故障的工作iPC的输入端的通信，转而切换通道匹配单元200的第二输出端与冗余投切单元300的一个输入端通信连接，冗余投切单元300的输出端再与冗余iPC的输入端通信连接，构建替换故障工作iPC所在工作数据传输通道的冗余数据传输通道。保证并测的数据传输任务总数保持不变。

由于只有一台冗余iPC，任何一个工作数据传输通道发生异常以后都会导致冗余iPC投入后，无法提供更多的冗余数据传输通道，因此需要及时的向任务更新单元400发出警示信息，尽快修复故障的工作iPC，实现冗余容错的功能。

本实施例中，连接不同端口的传输介质可以是RS485线缆、USB3.0线缆或是其他高速线缆，以USB3.0 typeA的引脚为例，USB3.0 typeA的引脚1-4为兼容USB 2.0的端口；USB3.0 typeA的引脚5 stdA_SSRX-和引脚6 stdA_SSRX+为一组差分信号传输接口，USB3.0typeA的引脚8 stdA_SSTX-和引脚9 stdA_SSTX+为另一组差分信号传输接口，任选一组差分信号传输接口，在该组差分信号传输接口所在的工作数据传输通道对应的通道匹配单元200第一输出端或者工作iPC的输入端有传输有效的差分信号，必然会传输相应的差分时钟信号，通过获取差分时钟信号，即可通过图4所示的状态锁存与逻辑运算进行求解，输出真值，判断该工作数据传输通道是否能有效传输数据，通道匹配单元200在这里起到切换开关的作用，如不能有效建立工作数据传输通道，则断开通道匹配单元200的第一输出端与工作iPC的输入端的工作数据传输通道建立过程，通道匹配单元200的第二输出端自动使能，并尝试经过冗余投切单元300与冗余iPC建立冗余数据传输通道，该过程无需额外设置专门的线路切换设备。

一般冗余***要不就是多份完整一样的软硬件同步执行，因此数据完整性较好，切换冗余时不会有数据完整性的问题；或是纯硬件冗余，不需要处理数据的完整性。本方案的CIS测试只有iPC硬件冗余，但是有维持测试数据的完整性的需求，因此需要对数据完整性进行验证，避免因工作数据传输通道或者冗余数据传输通道不稳定，以及在数据传输通道进行冗余投切时，导致的数据丢失问题。

如图10和图11所示，作为本方案的一种优选的实施方式，为了持续验证工作数据传输通道或者冗余数据传输通道的可靠性，保证CIS测试数据完整不丢失，本方案的通道匹配单元200还包括数据缓存模块201，数据缓存模块201用于缓存当前通道匹配单元200前端的影像撷取卡获取的在测CIS的测试数据，并定期向当前通道匹配单元200已建立的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道相对应的工作iPC或者冗余iPC，发送针对上一次发送的CIS的测试数据的数据完整性请求报文，数据完整性请求报文被工作iPC或者冗余iPC接收后，会核对该报文的内容，并更改上一次CIS测试数据的完整性请求报文内的字段的值，并将数据完整性请求报文再次返回数据缓存模块201中，数据缓存模块201验证上一次发送的CIS的测试数据的完整性后，将缓存的与上一次发送的CIS的测试数据相邻的下一次的CIS的测试数据，向对应的工作iPC或者冗余iPC进行发送。本方案的接口数量具有的接口是一定的，影像撷取卡连续不断的获取CIS的测试数据，已建立的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道如果存在不稳定或者数据丢失的情况是不可接受的，可能会带来极大的产品品质隐患，即使网络中断后自动续传也会影像对应通道的检测产量，因此保障工作数据传输通道或者冗余数据传输通道一直有效且可信赖是非常必要的。

具体的，在数据缓存模块201内建测试数据缓冲区，用于连续存储若干个先后被测的CIS测试数据，并采用先进先出的方式逐个向与当前通道匹配单元200构建工作数据传输通道或者冗余数据传输通道相对应的工作iPC或者冗余iPC进行CIS测试数据的发送。每当发送上一个被测的CIS测试数据后，数据缓存模块201不是立即发送下一个CIS测试数据，而是建立数据完整性的验证过程。CIS的测试数据是包括许多顺序进行的CIS分项测试内容，数据缓存模块201构建的数据完整性请求报文包括起始标志、时间戳标志、若干数据验证段和结束标志，每一个数据验证段对应了每个CIS测试的一项数据的若干不连续、且不重复的片段信息，数据完整性请求报文中的相邻的片段信息之间设置有分隔符；相邻的数据验证段以及数据验证段与结束标志之间均设置有预留验证字段。当工作iPC或者冗余iPC接收到该数据完整性请求报文后：1）通过起始标志确认这是一个数据完整性的确认请求；2）随后工作iPC或者冗余iPC对刚刚完成接收的上一个CIS测试数据的各分项测试的内容与每一个数据验证段进行对比，完全吻合的，将该项数据验证段末尾预留的验证字段的内容改写为1，否则改写为0，直到将上一个CIS测试数据的各分项测试全部的分项测试内容顺序完成片段对比和预留的验证字段的内容改写；3）结束标志表示报文结束；4）工作iPC或者冗余iPC通过时间戳标志确认报文发送的时间和当前世界时间，并在完成对各分项测试内容的验证后，将时间戳标志的内容替换为完成确认的当前时间；重新将上述起始标志、替换为当前时间的时间戳标志、改写了预留验证字段内容的若干数据验证段和结束标志，重新封装为应答报文，向数据缓存模块201进行发送，当数据缓存模块201接收到该应答报文后，剔除与数据完整性请求报文重复的内容，即起始标志、若干数据验证段和结束标志，仅统计数据验证段末尾预留的验证字段改写为1的内容的数量，即可判断数据缓存模块201向工作iPC或者冗余iPC发送的上一个CIS测试数据的完整性。当数据缓存模块201根据应答报文的内容，确认了工作iPC或者冗余iPC接收到的上一个CIS测试数据的完整性后，清除在数据缓存模块201内保存的上一个CIS测试数据，开始执行与之相邻的下一个CIS测试数据的发送，并重复上述过程。每个CIS测试的一项数据的若干不连续、且不重复的片段信息，可以是两个以上，比如每个CIS测试的一项数据的头部、尾部，或者每个CIS测试的一项数据的头部、中部或者尾部。

如果数据完整性不符合要求，则表示存在数据可能出现数据丢失、传输错误，又或者工作数据传输通道或者冗余数据传输通道暂时中断等现象，数据缓存模块201会重新发送上一个CIS测试数据，并在该对应的工作iPC或者冗余iPC的单位周期内重试尝试次数计数加1，重复上述数据验证过程，重试可以尝试多次，但是需要同时满足以下条件1）累计重新尝试的次数达到n次，n≤m；2）多次尝试的累积时间不得超过工作数据传输通道的剩余存活时间+T1+Δt1或者冗余数据传输通道的剩余存活时间+T2+Δt2；则表示当前的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道不可信，需要更换冗余iPC重新构建新的冗余数据传输通道。待新的冗余数据传输通道构建后，重复上述上一个被测的CIS测试数据的发送与验证的过程。

当然，工作iPC或者冗余iPC对刚刚完成接收的上一个CIS测试数据的各分项测试的内容与每一个数据验证段进行对比，完全吻合的，将该项数据验证段末尾预留的验证字段的内容改写后，还可以进一步的将与接收到的数据完整性请求报文中的数据验证段的若干不连续、且不重复的片段信息进行替换，如替换为已接收到的上一个被测的CIS测试数据的各片段信息的起始位置对应前移一定字节或者各片段信息的末端位置相后移一定字节得到的若干不连续、不重复、与原片段信息也不重复的且长度相当的新的片段信息，实现二次的数据片段验证，即由接收到包含新的片段信息的应答报文的内容后，数据缓存模块201对保存的上一个CIS测试数据与新的片段信息，结合验证段末尾预留的验证字段改写为1的内容的数量综合评价当前工作数据传输通道或者冗余数据传输通道的可靠性。如同时满足二次的数据片段验证及验证段末尾预留的验证字段改写的数量的，才可认为当前工作数据传输通道或者冗余数据传输通道可靠，否则，则认为当前工作数据传输通道或者冗余数据传输通道不可靠。

不论上述验证过程是否通过，数据缓存模块201始终持续接收通道匹配单元200前端的影像撷取卡获取的在测CIS的测试数据放入数据缓冲区的末端。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立包括任务发布单元（100）、若干通道匹配单元（200）、冗余投切单元（300）、任务更新单元（400）、N个工作iPC和M个冗余iPC的影像测试***；N和M均为正整数；

S2：发布并行影像测试任务；由所述任务发布单元（100）建立并行的影像测试任务，直到达到并行影像测试任务的上限；并分别使能各所述通道匹配单元（200）、该通道匹配单元（200）前端的影像撷取卡、该通道匹配单元（200）后端的工作iPC和冗余投切单元（300）；

S3：构建工作数据传输通道；任务发布单元（100）使能各通道匹配单元（200）的第一输出端，使该第一输出端与一工作iPC的输入端对应通信连接，形成通道匹配单元（200）第一输出端-工作iPC的工作数据传输通道；任务更新单元（400）采集工作数据传输通道的各设备端口的状态参数；

S4：故障冗余投切；当某一路工作数据传输通道的工作iPC发生故障后，与所述故障的工作iPC对应的通道匹配单元（200）的第二输出端被使能，且任务发（200）第二输出端-冗余投切单元（300）-冗余iPC的冗余数据传输通道；任务更新单元（400）采集该冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数；

S5：冗余移除；当标记为故障状态的工作iPC恢复正常后，断开替换该工作iPC相应布单元（100）使能一冗余iPC；所述冗余投切单元（300）的输入端与通道匹配单元（200）的第二输出端通信连接，冗余投切单元（300）的输出端与冗余iPC的输入端通信连接，形成通道匹配单元的工作数据传输通道的冗余数据传输通道，恢复原有的工作数据传输通道，或者与另一通道匹配单元（200）建立新的工作数据传输通道。

2.根据权利要求1所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，步骤S3所述形成通道匹配单元（200）第一输出端-工作iPC的工作数据传输通道，是令通道匹配单元（200）处于正常工作状态，通道匹配单元（200）还分别获取通道匹配单元（200）的第一输出端和一工作iPC的输入端的差分信号，对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示工作数据传输通道建立成功，通道匹配单元（200）将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元（400）；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立工作数据传输通道的结果反馈至任务更新单元（400）中，任务更新单元（400）标记当前工作iPC发生故障。

3.根据权利要求2所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，步骤S4所述形成通道匹配单元（200）第二输出端-冗余投切单元（300）-冗余iPC的冗余数据传输通道，是令通道匹配单元（200）与冗余投切单元（300）处于正常工作状态，分别获取通道匹配单元（200）的第二输出端、冗余投切单元（300）的输入端与输出端和冗余iPC的输入端的差分信号，分别对获取的差分信号进行锁存与逻辑运算，如果锁存与逻辑运算的输出结果为1，则表示冗余数据传输通道建立成功，通道匹配单元（200）将工作数据传输通道建立成功的结果反馈至任务更新单元（400）；如果锁存与逻辑运算的输出结果为0，则再次尝试逻辑运算直到达到最大重试次数或者达到设定的终止时间，如果始终没有有效的输出结果，则将未成功建立冗余数据传输通道的结果反馈至任务更新单元（400）中，任务更新单元（400）标记当前冗余iPC发生故障，由任务发布单元（100）使能另一冗余iPC，重新进行上述步骤，直到冗余数据传输通道建立成功。

4.根据权利要求2或3任一项所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述锁存与逻辑运算，是对通道匹配单元（200）的第一输出端和一工作iPC的输入端的差分信号获取的差分信号进行采样和与门运算，或者对通道匹配单元（200）的第二输出端、冗余投切单元（300）的输入端与输出端和冗余iPC的输入端获取的差分信号进行采样和与门运算。

5.根据权利要求4所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述差分信号为工作时钟差分信号。

6.根据权利要求3所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述任务更新单元（400）包括任务更新列表和任务缓存列表；任务更新单元（400）一方面根据工作数据传输通道的各设备端口的状态参数，来建立包括若干第一状态参数项的任务更新列表，并按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的各项内容的有效性；任务更新单元（400）另一方面采集冗余数据传输通道的各设备端口的状态参数，并在任务更新列表中对应建立一个或者多个第二状态参数项，并按更新周期T2定期确认该第二状态参数项的各项内容的有效性；被标记为故障状态的工作iPC对应的第一状态参数项与被标记为故障状态的冗余iPC对应的第二状态参数项从任务更新列表中转移到任务缓存列表中；任务更新列表内的第一状态参数项与第二状态参数项的总数不超过N；且任务缓存列表内的第一状态参数项或者第二状态参数项的总数不超过M。

7.根据权利要求6所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述第一状态参数项包括构成工作数据传输通道的通道匹配单元（200）的第一输出端的端口地址、工作iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元（200）的第一输出端与工作iPC的输入端的端口映射关系和该工作数据传输通道的剩余存活时间；任务更新单元（400）按更新周期T1定期确认任务更新列表中的各第一状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第一状态参数项的工作数据传输通道的剩余存活时间自动增加T1+Δt1；Δt1为任务更新单元（400）确认当前第一状态参数项的必要延时，Δt1小于T1；在连续K个更新周期T1内均未确认正常的第一状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中； K小于N；

第二状态参数项包括构成冗余数据传输通道的通道匹配单元（200）的第二输出端的端口地址、冗余投切单元（300）的输入端与输出端的端口地址、冗余iPC的输入端的端口地址、通道匹配单元（200）的第二输出端与冗余投切单元（300）的输入端的端口映射关系、冗余投切单元（300）的输出端与冗余iPC的输入端的端口映射关系和该冗余数据传输通道的剩余存活时间，任务更新单元（400）按更新周期T2定期确认任务更新列表中的各第二状态参数项的内容是否合法有效，经确认正常的第二状态参数项的冗余数据传输通道的剩余存活时间自动增加T2+Δt2，Δt1为任务更新单元（400）确认当前第二状态参数项的必要延时，Δt2小于T2；在连续K个更新周期T2内均未确认正常的第二状态参数项，将从任务更新列表移入任务缓存列表中。

8.根据权利要求6所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，步骤S5所述标记为故障状态的工作iPC恢复正常，是任务更新单元（400）采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数后或者累计正常工作时间后，认定发生故障的工作iPC恢复正常，则在下一次更新周期T1前，断开当天替换该故障状态的工作iPC的冗余数据传输通道，将冗余iPC对应的第二状态参数项移出任务更新列表，同时将恢复正常的工作iPC对应的工作数据传输通道对应的第一状态参数项移回任务更新列表中，恢复该工作数据传输通道的连接状态；或者在原工作数据传输通道对应的通道匹配单元（200）的第一输出端被占用时，将恢复正常的工作iPC与另一正常工作的通道匹配单元（200）构建新的工作数据传输通道。

9.根据权利要求8所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述任务更新单元（400）采用不固定周期T3对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数进行确认，达到指定的合格次数或者累计正常工作时间，是令合格次数为n=A（[N/10]+1），方括号为取整运算，A为调整系数；或者令累积时间为

，i=1，2，3，…，m，i表示采用不固定周期T3累积对该发生故障的工作iPC所在的工作数据传输通道的各设备的端口状态参数连续进行确认的次数。

10.根据权利要求1所述的一种多工位并行影像测试的冗余投切方法，其特征在于，所述通道匹配单元（200）还包括数据缓存模块（201），数据缓存模块（201）用于缓存当前通道匹配单元（200）前端的影像撷取卡获取的在测CIS的测试数据，并定期向当前通道匹配单元（200）已建立的工作数据传输通道或者冗余数据传输通道相对应的工作iPC或者冗余iPC，发送针对上一次发送的CIS的测试数据的数据完整性请求报文，数据完整性请求报文被工作iPC或者冗余iPC接收后，会核对该报文的内容，并更改上一次CIS测试数据的完整性请求报文内的字段的值，并将数据完整性请求报文再次返回数据缓存模块（201）中，数据缓存模块（201）验证上一次发送的CIS的测试数据的完整性后，将缓存的与上一次发送的CIS的测试数据相邻的下一次的CIS的测试数据，向对应的工作iPC或者冗余iPC进行发送。

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